Титан является ярко выраженным
химически активным металлом. Из основных физических свойств чистого титана
следует отметить низкую плотность (4,5 г/см:}) и
теплопроводность (15,1 Вт/мК), относительно низкую прочность
(ан=245...345 МПа), высокую пластичность (5=30...50%);
модуль нормальной упругости Е, принимаемый для инженерных расчетов,
равен 10800 МПа. Титан немагнитен и обладает высокой коррозионной
стойкостью в различных средах, в том числе морской воде. В чистом
виде титан, ввиду его относительно невысокой прочности, как
конструкционный материал имеет ограниченное применение. Более широко
применяются сплавы титана.
В зависимости от системы
легирования все сплавы титана делятся на три группы: а-сплавы, а-р-сплавы и р-сплавы.
Наибольшее применение в промышленности имеют а-сплавы (и бетированные
а-сплавы) и сх-р-спла-вы. Из широко известных
отечественных а-сплавов следует отметить ПТ-ЗВ (а5 > 600
МПа), ПТ-7М (as > 400
МПа), ОТ4-0, ОТМ-1, ОТ4 (ал > 400, 500 и 600 МПа
соответственно). Поставка этих сплавов осуществляется по ГОСТ
19807-74.
Сплавы а-группы получают
легированием чистого титана элементами, повышающими стабильность
а-фазы (к ним относятся алюминий и олово). Сплавы р-группы легируют элементами, повышающими
стабильность р-фазы (к ним относятся хром,
марганец, железо, медь, ванадий, молибден, тантал и др.). К сх-р-сплавам также относят сплавы комплексного
легирования, содержащие при комнатной температуре а- и Р-фазу. Практически все а-сплавы не упрочняются
термической обработкой. Упрочнение же а-р-сплавов осуществляется термообработкой, эффект
которой тем выше, чем больше в сплаве содержится р-фазы. Для сварных конструкций наиболее приемлемы
а-сплавы титана либо а-р-сплавы с относительно
невысоким содержанием р-стабилизатора.
Такие сплавы, наряду с высокой
удельной прочностью, немагнитно-стью и высокой коррозионной стойкостью во
многих средах, обладают хорошей свариваемостью и, как правило, не требуют
последующей термической обработки.
Рассматривая особенности
свариваемости титана и его сплавов, необходимо отметить
следующие.
1 Высокая химическая активность
металла при его нагреве и расплавлении приводит к значительному
поглощению им кислорода, азота и водорода. Предел растворимости
кислорода в титане составляет (14,5% масс), в жидком титане он может
раствориться до